KR0168090B1 - 흡수식 냉난방기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉방운전시에 증발기와 흡수기 역할을 하는 외부원통과 용액의 예냉용 외부원통 및 응축기의 내부원통을 일체적으로 구성하고 동심적으로 직립설치한 흡수식 냉난방기에 관한 것으로써, 냉방운전시에 증발기와 흡수기 역할을 하는 제1 및 제2의 외부원통 내측에 공냉핀을 개재해서 응축기로 작용하도록 동심적으로 배설된 내부원통과, 발생기에서 발생된 고온고압의 냉매증기를 수증기이송관을 통해 받아서 상기 내부원통에 각각 일정한 냉매증기를 공급하는 복수의 분기관과, 상기 내부원통에서 응축된 냉매액을 복수의 분기관을 통해서 수집하는 냉매탱크와, 상기 냉매탱크에 수집된 냉매액을 제1의 연결관을 통해서 공급받아 나선형상으로 배설된 냉수관내를 흐르는 냉수를 냉각시키도록 상기 냉수관 표면에 냉매액을 분배하는 냉매액분배기와, 상기 발생기에서 발생된 고온고압의 농용액을 용액열교환기에 공급하고, 그 농용액을 상기 제2의 외부원통의 상부에 공급하여 냉각시킨 후, 상기 냉수관 표면에서 증발된 냉매증기를 흡수하여 흡수열을 방출하도록 상기 제1외부원통의 내벽면에 분출하는 농용액분배기와, 상기 냉수관 표면에서 증발되지 않은 응축냉매액을 상기 제1외부원통의 내벽면을 흘러내리면서 발생된 희용액과 분리하는 냉매액분리수단으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 냉매액분리수단에 의해 분리된 냉수관 표면에서 증발되지 않은 응축냉매를 냉매싸이클에 재순환시킴으로써 냉방효율을 향상시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

흡수식 냉난방기

제1도는 종래의 흡수식 냉난방기의 개략적인 단면도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 흡수식 냉난방기의 개략적인 단면도.

제3도는 본 발명의 제2실시예에 의한 흡수식 냉난방기의 개략적이 단면도.

제4도는 제2도 및 제3도의 C부분의 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 65 : 발생기 3 : 수증기이송관

4 : 내부원통 5 : 외부원통

6, 66 : 용액열교환기 7, 77 : 냉수관

8, 68 : 냉각팬 9 : 분리판

10 : 상부공간실 11 : 제1의 연결관

12 : 농용액배출관 13 : 제2의 연결관

16, 76 : 전열핀 17, 19 : 전열핀

18 : 하부공간실 20, 80, 81 : 온도센서

21, 93 : 냉각수펌프 24, 84 : 냉각수공급관

25, 85 : 분무기 26, 86 : 지류관

29, 79 : 공기흡입구 35, 89 : 용액펌프

40 : 지류관 44 : 냉매탱크

45 : 냉매펌프 46 : 수집관

48 : 냉매액분리수단 49 : 제3의 3방향절환수단

60 : 냉매액분배기 61 : 제1의 외부원통

62 : 제2의 외부원통 63 : 농용액 분배기

64a∼64d : 제1 내지 제4의 내부원통 70 : 도입관

71a : 상류측 제1의 연결관 71b : 하류측 제1의 연결관

71c∼71f : 분기관 72a : 상류측 농용액 배출관

72b : 하류측 농용액 배출관 74a : 상류측 수증기 이송관

74b : 하류측 수증기 이송관 74c∼74f, 174c∼174f : 분기관

75 : 배출관 121a, 121b : 공냉핀

131a : 상류측 제3의 연결관 131b : 하류측 제3의 연결관

174b : 하류측 수증기 이송관

본 발명은 흡수식 냉난방기에 관한 것으로써, 특히 냉방운전시에 증발기와 흡수기 역할을 하는 외부원통과 용액의 예냉용 외부원통 및 응축기의 내부원통을 일체적으로 구성하고, 동심적으로 직립설치한 흡수식 냉난방기에 관한 것이다.

이와같은 방식을 채용한 종래의 흡수식 냉난방기로서는 본원 발명의 출원인이 1992년 11월 3일자로 특허출원(출원번호 92-20548호)한 제1도에 도시한 바와같은 구성의 것이 있다.

제1도에 도시한 종래의 흡수식 냉난방기에 있어서는 냉방운전시에 발생기(1)에서 발생된 고온고압의 냉매증기는 증발기와 흡수기 작용을 하는 외부원통(5)과 응축기 작용을 하는 내부원통(4) 사이에 배설된 전열핀(17) 주위에 형성된 수증기 이송관(3) 및 이 수증기 이송관(3)의 도중에 배설된 2방향솔레노이드밸브(28)를 거쳐서 내부원통(4)내로 유입된다. 이때 3방향솔레노이드밸브(27)에 의해 발생기(1)에서 지류관(26)으로의 냉매증기의 유로는 차단되고, 내부원통(4) 하부로부터 외부원통(5)의 상부공간실(10)로의 유로는 개방되어 있으므로, 내부원통(4)내로 유입된 냉매증기는 내부원통(4)의 내외벽면(4b, 4a)에서 응축열을 내면서 응축되어 전열핀(17)이 부착되어 있는 내부원통(4)의 하부에 접속되어 있는 제1의연결관(11) 및 이 제1의연결관(11)의 도중에 배설된 3방향솔레노이드밸브(27)을 통해서 외부원통(5)의 상부공간실(10)로 유입된다. 상기 외부원통(5)의 상부공간실(10)로 유입된 냉매는 분리판(9)에 형성된 복수의 관통구멍(9a)을 통해서 낙하하면서 냉수관(7)의 외벽과 접촉하면서 냉수관(7)으로부터 증발열을 빼앗아 냉수관(7) 표면에서 증발됨과 동시에 발생기(1)로부터 토출되어 용액열교환기(6)을 거쳐 절연핀(16)이 스크류 형상으로 부착된 외부원통(5)에서 흡수기의 역할을 하는 내벽(5b)(5a)을 따라 흐르는 농용액에 흡수열을 내면서 흡수되어 희용액이 된다. 이 희용액은 외부원통(5)의 하부공간실(18)에 접속된 제2의연결관(13)을 통해서 배출되어 용액열교환기(6)를 거치면서 농용액과 열교환을 한 후, 발생기(1)로 유입되어 냉방사이클을 구성하는 것이다. 이때 상기 하부공간실(18)을 관통하는 냉수관(7) 표면에서 냉매의 증발작용으로 증발열을 빼앗겨 냉각된 냉수관(7)내의 냉수는 배출관(75)을 통해 도시하지 않은 실내열교환기로 유입되어 실내를 냉방 하게된다. 또한 외부원통(5)과 내부원통(4) 사이에 배설된 전열핀(17) 및 내부원통(4)의 중공부에 배설된 전열핀(19)의 주위로 시스템상부에 설치된 냉각팬(8)의 구동에 의해 공기흡입구(29)를 통해서 공기를 화살표(A)방향으로 흡입시켜 기기 상부의 화살표(B) 방향으로 배출하여 내부원통(4)에서의 응축열과 흡수기 역할을 하는 외부원통(5)의 하부공간실(18)의 내벽·외벽(5b)(5c)에서의 흡수열을 제거시킨다.

그런데, 전열핀(17, 19)의 냉각효과가 양호하지 않아서 외부원통(5)의 내부 및 내부원통(4) 내부에서의 용액 및 냉매온도, 압력이 상승하여 시스템의 운전이 불안정하고 사이클내에서 용액의 결정이 석출될 가능성이 클 경우에는 내부원통(4)과 외부원통(5) 내부에 각각 설치된 과열감지용온도센서(20)의 온도검출에 따라 냉각수펌프(21)가 작동해서 냉각수저류접시(22)에 접수되어 있는 냉각수(23)를 냉각수공급관(24)을 통해서 상부에 위치한 분무기(25)에 보내어 분무기(25)에서 절연핀(17, 19) 주위에 냉각수(23)를 분무하여 상기 응축열 및 흡수열을 제거한다. 상기 과정을 통해서 메인냉수도입관(70)을 통해 도입된 냉수는 외부원통(5)내를 거치면서 냉수관(7) 표면에서의 냉매액 증발에 의해 냉각되어 배출관(75)을 통해서 실내의 열교환기에 공급되어 실내를 냉방시키는 것이다.

다음에, 난방운전시에는 상기 팬(8) 및 분무기(25)로부터의 분무작용은 중지되고 발생기(1)에서 배출되는 고온고압의 냉매증기는 2방향솔레노이드밸브(28)의 폐색 및 3방향솔레노이드밸브(27)의 하부유로, 즉 제1의 연결관(11)의 상류측 제1연결관(11a)이 차단됨과 동시에 지류관(26)과 외부원통(5)의 상부공간실(10)과를 연통시키는 제1의 연결관(11b)측을 개방한 상태가 되어 고온고압의 냉매증기를 외부원통(5)의 상부공간실(10)로 유입시킨다. 따라서, 이 고온고압의 냉매증기가 외부원통(5)의 상부에서 하부로 유동하면서 냉방시에 냉수관(7)으로 사용된 관의 표면에서 응축되어 응축열을 발생하여 냉수관(7)내를 흐르는 냉수를 가열함과 동시에 발생기(1)로부터 용액펌프(35)와 용액열교환기(6) 및 농용액배출관(12)을 거쳐서 외부원통(5)의 하부공간실(18)의 내벽(5b) 상부에 유입되는 고온고압의 농용액은 외부원통(5)의 내벽을 따라 유동하여, 하부공간실(18)의 하부에서 응축된 응축수와 혼합되어 제2의 연결관(13)을 통해 발생기(1)로 되돌아가는 사이클을 이루며, 냉수관(7)내를 흐르는 냉수는 응축열에 의해서 가열되어 배출관(75)을 통해서 도시하지 않은 실내의 열교환기에 공급해서 실내를 난방하도록 구성되어 있다.

이와같이 구성된 종래의 흡수식 냉난방장치에 있어서는, 냉방운전시에 발생기(1)에서 발생된 고온고압의 냉매증기는 수증기 이송관(3) 및 2방향솔레노이드밸브(28)를 거쳐서 내부원통(4)내로 유입되어 내부원통(4)의 내외벽면(4b, 4a)에서 응축열을 내면서 응축되어 전열핀(17)이 부착되어 있는 내부원통(4)의 하부에 접속되는 제1의연결관(11) 및 이 제1의 연결관(11)의 도중에 배설된 3방향솔레노이드밸브(27)을 통해서 외부원통(5)의 상부공간실(10)로 유입되어서, 분리판(9)에 형성된 관통구멍(9a)을 통해 냉수관(7)의 표면을 따라 낙하하면서 모두 증발한다는 가정하에 설계되어 있기 때문에 흡수기 및 증발기 역할을 하는 외부원통(5)의 하부공간실(18)에서 나오는 용액을 모두 용액열교환기(6)를 거쳐 발생기(1)로 보내지도록 되어 있다.

그런데 이러한 구조는 외부원통(5)의 벽면을 따라 흘러내리면서 흡수되는 농용액과 분리판(9)의 관통구멍(9a)을 통해서 냉수관(7)의 표면을 따라 흘러내리면서 미처 증발하지 못한 냉매액을 분리시키지 않고 함께 용액열교환기(6)을 거쳐 발생기(1)로 보내도록 되어 있으므로, 냉수관(7)의 표면, 즉 증발기에서 냉매액이 충분히 증발되지 않을 경우는 냉방효율을 저하시키며, 또한 발생기(1)로 유입되는 냉매액의 양이 상대적으로 많게되어 발생기(1)에서 불필요한 열량을 소모하는등 전체 시스템의 효율을 저하시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 발생기에서 불필요한 열량소모를 줄여서 냉방효율을 향상시킬 수 있으며, 외부원통에서 미증발된 응축냉매를 냉매액분리수단에 의해 분리해서 냉매사이클로 재순환시켜 부가적으로 열교환시킴으로써 냉각효과를 더욱 향상시킬 수 있는 흡수식 냉난방기를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 흡수식 냉난방장치에 있어서, 냉방운전시에 증발기와 흡수기 역할을 하는 제1 및 제2의 외부원통과, 상기 제2의 외부원통 내측에 공냉핀을 개재해서 응축기로 작용하도록 동심적으로 배설된 내부원통과, 발생기에서 발생된 고온고압의 냉매증기를 수증기이송관을 통해 받아서 상기 내부원통에 각각 일정한 냉매증기를 공급하는 복수의 분기관과, 상기 내부원통에서 응축된 냉매액을 복수의 분기관을 통해서 수집하는 냉매탱크와, 상기 냉매탱크에 수집된 냉매액을 제1의 연결관을 통해서 공급받아 나선형상으로 배설된 냉수관내를 흐르는 냉수를 냉각시키도록 상기 냉수관 표면에 냉매액을 분배하는 냉매액분배기와, 상기 발생기에서 발생된 고온고압의 농용액을 용액열교환기에 공급하고, 그 농용액을 상기 제2의 외부원통의 상부에 공급하여 냉각시킨 후, 상기 냉수관 표면에서 증발된 냉매증기를 흡수하여 흡수열을 방출하도록 상기 제1외부원통의 내벽면에 분출하는 농용액분배기와, 상기 냉수관 표면에서 증발되지 않은 응출냉매액을 상기 제1외부원통의 내벽면을 흘러내리면서 발생된 희용액과 분리하는 냉매액분리수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 흡수식 냉난방기의 개략적인 단면도이고, 제4도는 제2도 및 제3도의 C부분의 확대단면도이다.

제2도 내지 제4도에 도시한 바와같이, 발생기(65)에서 발생된 고온고압의 수증기는 수직방향으로 직립설치되어 응축기로서 작용하는 중공형상의 내부원통(64)의 하부에 공급되도록 발생기(65)와 내부원통(64) 사이에는 상류측 수증기이송관(74a) 및 중간부에 2방향 솔레노이드 밸브로된 제1의 2방향절환수단(88)이 배설된 하류측 수증기이송관(74b)이 순차적으로 접속되어 있다.

즉, 상기 내부원통(64)의 하부면에는 냉방운전시에 발생기(65)에서 발생된 고온고압의 수증기를 상류측 수증기이송관(74a), 2방향솔레노이드밸브(88), 하류측 수증기이송관(74b) 및 상기 상류측 수증기이송관(74a)에서 분기된 복수의분기관(74c∼74f)을 통해서 각각 공급되도록 연결되어 있다.

상기 내부원통(64)을 구성하는 제1 내지 제4의 내부원통(64)내에 유입되는 수증기의 양이 일정하도록 상기 분기관(74c∼74f)중 최외측 분기관(74c)은 내측분기관(74d) 보다는 직경이 크고, 분기관(74d)은 분기관(74e) 보다는 직경이 크며, 분기관(74f)이 가장 작은 직경으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)내에 공급된 고온고압의 수증기는 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)의 내벽을 따라 각각 유동되어 응축열을 내면서 응축되어 냉매탱크(44)에 수집되고, 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d) 사이에 각각 배치된 공냉핀(121a)에 의해 응축열은 외부로 방출되며, 응축된 냉매액은 제1외부원통(61)의 상부에 배설된 냉매액분배기(60)에 공급되도록 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)의 하부 바닥면에 접속된 분기관(71c∼71d), 냉매탱크(44), 상류측 제1의 연결관(71a), 3방향 솔레노이드밸브로 된 제1의 3방향 절환수단(99) 및 하류측 제1의 연결관(71b)을 통해서 제1외부원통(61)의 상부에 접속되어 있다.

상기 설명에 있어서, 분기관(71c∼71f)중 외측의 분기관(71c)은 직경이 가장 크며, 중앙 내측으로 갈수록 분기관의 직경이 작게 형성되어 있다.

제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)의 외측에 내부원통과 동심을 이루며 수직방향으로 직립설치된 중공형상의 이 제1외부원통(61)은 흡수기의 작용을 하도록 하나의 몸체로 구성되어 있으며, 그 내측벽면에는 나선형상으로 감긴 전열핀(76)이 용접 배설되어 있고, 내측상부에 연결된 하류측 제1이 연결관(71b)의 종단부에는 제4도에 도시한 바와같이 사이펀구조를 갖는 냉매액분배기(60)가 원주방향으로 제1외부원통(61)의 상부 중앙에 수평을 이루며 도시하지 않은 고정부재에 의해 설치되어 있으며, 이 제1의 외부원통(61)의 외측에는 예냉용의 제2의 외부원통(62)이 동심적으로 배설되어 있고, 상기 제1 및 제2의 외부원통(61)(62) 사이에는 공냉핀(121b)이 배설되어 있다.

또한, 상기 냉매액분배기(60)의 하부측 제1의 외부원통(61)내에는 냉수도입관(70)에 일측이 접속된 냉수관(77)이 제1의 외부원통(61)의 상부로부터 바닥근처까지 나선형상으로 감겨서 내려갔다가 P지점에서 상부로 다시 나선형상으로 감겨올라온 나선형태의 복수병렬 구조로 배치되어 있고, 이 냉수관(77)의 종단부는 도시하지 않은 실내의 열교환기와 연결된 배출관(75)과 연결되어 있다.

그리고, 발생기(65)내의 고온고압의 농용액을 용액펌프(89)에 의해 용액열교환기(66)에 공급된 농용액은 용액열교환기(66)내에서, 제1의 외부원통(61)으로부터 제2의 연결관(96)을 통해 발생기(65)로 되돌아오는 희용액과 열교환하면서 상류측 농용액배출관(72a), 3방향솔레노이드밸브로된 제2의 3방향절환수단(140) 및 하류측 농용액 배출관(72b)을 통해 상기 제2의 외부원통(62)에 공급되도록 되어 있다. 제2의 외부원통(62)에 공급된 농용액은 내벽면을 흘러내리면서 차게 열교환되어 바닥부에 모이며, 바닥부에 모인 농용액은 펌프(120)에 의해 제1의 외부원통(61)의 상부에 배치된 용액분배기(63)에 공급하도록 제2의 외부원통(62) 하부와 제1외부원통(61) 사이에는 상류측 제3의 연결관(131a), 펌프(120), 2방향솔레노이드밸브로 된 제2의 2방향절환수단(122) 및 하류측 제3의 연결관(131b)이 배설되어 있다.

상기 설명에 있어서, 제1의 외부원통(61)의 상부에 배설된 냉매액분배기(60)에 공급된 응축냉매는 제1외부원통(61)내에 나선형상으로 배치된 냉수관(77)의 외주면과 접촉해서 증발되며, 이와같이 증발된 냉매가스는 제1외부원통(61)의 상부 내측내주면 및 외측내주면에 인접해서 각각 배설되어 있는 농용액분배기(63)를 제1외부원통(61)의 내벽면을 타고 통해 흘러넘치는 농용액에 흡수됨과 동시에, 농용액은 희용액이 되어서 제1외부원통(61) 하부에 배설된 냉매액분리수단(48)에 의해 분리되어 발생기(65)에 도입되도록 용액열교환기(66)와 제1외부원통(61) 사이에는 제2의 연결관(96)이 접속되어 있다.

한편, 제1외부원통(61)의 상부에 배설된 냉매액분배기(60)에 공급된 응축냉매중 냉수관(77)의 외주면과 접촉하고도 증발하지 않은 응축냉매는 상기 냉매액분리수단(48)에 의해 분리되어서 다시 냉수관(77)의 표면과 접촉하여 증발시키도록 냉매탱크(44)에 공급하기 위하여 제1외부원통(61)과 냉매탱크(44) 사이에는 수집관(46) 및 지류관(46)이 접속되어 있고, 상기 수집관(46)과 제2연결관(96) 사이에는 응축냉매의 흐름을 제어하도록 3방향솔레노이드밸브로된 제3의 3방향절환수단(49)이 배설되어 있고, 상기 제3의 3방향절환수단(49)과 냉매탱크(44) 사이에는 냉매펌프(45)가 배설되어 있다.

그리고, 난방운전시에 발생기(65)로부터 고온고압의 냉매수증기는 상류측 수증기 이송관(74a), 지류관(86), 3방향솔레노이드밸브(99) 및 하류측 제1의 연결관(71b)을 통해서 제1의 외부원통(61) 상부에 배치되어 있는 냉매액 분배기(61)에 공급하도록 되어 있다.

즉, 상기 발생기(65)에서 발생된 고온고압의 냉매수증기를 이송하는 상류측 수증기이송관(74a)과 상기 상류측 및 하류측 제1의 연결관(71a, 71b) 사이에는 냉방운전 또는 난방운전시에 상기 고온고압의 냉매수증기 흐름 방향을 선택적으로 변경하도록 지류관(86)이 일측은 제1의 3방향절환수단(99)에, 타측은 제1의 2방향절환수단(88)측, 즉 상류측 수증기 이송관(74a)에 각각 접속되어 있다. 여기에서, 제1 내지 제3의 3방향절환수단(99, 140, 49) 및 제1 및 제2의 2방향절환수단(88)은 냉방과 난방에 따라 발생기(65)에서 발생된 고온고압의 냉매가스의 흐름방향을 제어한다.

그리고, 용액열교환기(66)는 상기 발생기(65)로부터 캔드타입의 용액펌프(89)를 거쳐 유입되는 고온고압의 농용액과 제1의 외부원통(61) 하부에서 제2의 연결관(96)을 통해 유입되는 희용액을 열교환하게 된다.

다음에 제4도를 참조하여 농용액분배기(63)에 대해서 상세히 설명한다.

상기 농용액분배기(63)는 제4도에 상세한 도시한 바와같이 일측면이 하류측 제3연결관(131b)의 종단부에 고착되어 있고, 타측면은 제1의 외부원통(61) 내측면에 미시간극을 두고 배설되어서 냉매액분배기(63)에 공급된 냉매를 역ㄷ자형상의 제2의 사이펀부재(138)를 통해 분출해서 내측에 전열면적을 확대하도록 저열핀(76)이 나선형상으로 부착된 제1의 외부원통(61)의 내벽면을 따라 흐르면서 냉수관(77)의 표면으로부터 증발되는 냉매증기를 흡수해서 희용액이 되도록 되어 있다.

그리고, 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)사이 및 제1의 외부원통(61)과 제2의 외부원통(62) 사이에는 내부원통(64a∼64d)에서 발생하는 응축열과, 증발기와 흡수기 역할을 하는 제1 및 제2 외부원통(61, 62) 사이에서 발생하는 흡수열을 냉각시키도록 공냉핀(121a)(121b)이 각각 배설되어 있다.

도면에 도시한 바와같이 온도센서(80)(81)는 제2의 외부원통(62) 및 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)내의 용액 및 냉매 온도를 검출하도록 이들 원통에 각각 배설되어 있고, 냉각수펌프(93)는 냉방운전시에 상기 온도센서(80)(81)에 의해 제1 및 제2의 외부원통(61)(62) 및 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)내를 흐르는 냉매 및 용액의 온도가 소정온도 이상일 경우, 상기 온도센서(80)(81)의 출력신호에 의해 작동해서 냉각수 저류접시(82)내에 저류되어 있는 냉각수(83)를 펌핑해서 냉각수공급관(84)을 통해서 분무기(85)에 공급해서 하부로 분사하여 상류 및 하류측 수증기이송관(74a, 74b), 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)사이, 제1 및 제2의 외부원통(61)사이에 배치된 공냉핀(121a)(121b)을 냉각시키는 것이다.

상기 설명에 있어서, 냉방운전시에는 제1 및 제2의 2방향절환수단(88)(122)은 개방되고, 제1의 3방향절환수단(99)은 지류관(86)측이 차단되며, 제2의 3방향절환수단(140)은 하류측 제3의 연결관(131b)측이 차단되고, 또 제3의 3방향절환수단(49)은 지류관(40)측이 개방된다.

그리고, 난방운전시에는 제1 및 제2의 2방향절환수단(88)(122)은 차단되고 제1의 3방향절환수단(99)의 하류측 제1의 연결관(71b)측이 개방됨과 동시에, 상류측 제1의 연결관(71a)측이 차단되고, 제2의 3방향절환수단(140)의 하류측 농용액배출관(72b)측은 차단됨과 동시에, 하류측 제3의 연결관(131b)측이 개방되며, 제3의 3방향절환수단(49)은 지류관(40)이 차단되도록 도시하지 않은 운전제어스위치의 온/오프에 따라 동작되는 것이다.

제4도에 상세히 도시한 바와같이 제1 및 제2의 사이펀부재(130)(138)는 냉매액분배기(60), 용액분배기(63)에 각각 공급되는 냉매와 농용액을 제1의 외부원통(61)의 내측에 둘레를 따라 나선형상으로 권회된 냉수관(77)의 표면에는 냉매가, 그리고 제1의 외부원통(61)의 내측 내벽면 및 외측내벽에는 농용액이 각각 일정한 양으로 떨어지도록 길이 방향에 대해 직각 방향(구체적으로는 세로방향)으로 연속적으로 파도 형상이 요철부(凹凸部)가 형성되어 있다. 따라서, 이 요철부의 철부(凸部)에 의해 각각의 냉매액분배기(60) 및 용액분배기(63)의 일측벽부에 각각 지지되며 상기 요철부의 요부(凹部)와 냉매액분배기(60) 및 용액분배기(63)의 각 측벽부에 의해 형성되는 사이펀형상의 간극을 통해 냉매와 용액이 일정하게 분출되는 것이다. 따라서, 냉매액분배기(60) 및 용액분배기(63)를 정밀하게 수평으로 배치하지 않아도 상관없이 냉매액분배기(60) 및 용액분배기(63)의 설치작업을 정밀하게 하지 않아도 되어 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

다음에, 이와같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 의한 흡수식 냉난방기의 작용효과를 설명한다.

냉방운전시에는 발생기(65)에서 발생된 고온고압의 수증기는 제1의 3방향절환수단(99)의 지류관(86)측이 차단되어 있으므로, 상류측 수증기이송관(74a), 제1의 2방향절환수단(88), 하류측 수증기이송관(74b) 및 분기관(74c∼74f)을 통해서 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)에 공급되어 각각의 내부원통(64a∼64d)의 내벽면에서 응축되어 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d) 사이에 각각 배설된 공냉핀(121a)(121b)에 의해서 응축열을 외부로 방출시킨다. 응축된 냉매액은 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d) 바닥면에 수집되어 분기관(71c∼71f)을 통해서 냉매탱크(44)에 수집되며, 냉매탱크(44)에 수집된 응축냉매는 제1의 3방향절환수단(99), 하류측 제3의 연결관(71b)을 통해서 제1의 외부원통(61)의 상부에 배치된 냉매액분배기(60)에 유입된다. 이 냉매액분배기(60)에 유입된 냉매는 제4도에 상세히 도시한 바와같이 냉매액분배기(60)의 양측벽부 선단 가장자리에 각각 걸쳐서 배설된 제1의 사이펀부재(130)의 요부(凹部)와 냉매액분배기(60)의 내외측 측벽부에 의해 형성되는 공간부를 통해 사이펀 작용에 의해 흘러넘쳐서 하부에 나선형상의 병렬구조로 일정한 간극을 두고 권회되어 배설된 냉수관(77)의 표면과 접촉해서 증발되어 냉수도입관(70)을 따라 도입되어서 냉수관(77)내를 흐르는 냉수를 더욱 차게 냉각한다. 한편, 발생기(65)로부터 용액펌프(89), 용액열교환기(66), 상류측 농액배출관(72a), 제2의 3방향절환수단(140) 및 하류측 농용액배출관(72b)을 통해서 예냉용 제2의 외부원통(62)의 상부에 공급된 농용액은 제2의 외부원통(62)의 내벽면을 흘러내리면서 외주면의 공기에 의해 냉각되며 하부로 유동되어 상류측 제3의 연결관(131a)에 수집되어 펌프(120)에 의해 펌핑되어서 2방향솔레노이드밸브(122) 및 하류측 제3의 연결관(131b)을 통해서 용액분배기(63)에 공급되어 제2의 사이펀부재(138)와 용액분배기(63)의 측벽부에 의해 형성되는 간극(공간부)을 통해서 전열핀(76)이 나선형상으로 부착된 제1의 외부원통(61)의 내벽을 따라 흘러내린다. 이때 냉매액분배기(60)에서 흘러내린 냉매는 냉수관(77)의 표면과 접촉되면서 증발되는 냉매증기를 흡수하여 희용액으로 변한다.

상기 설명에 있어서, 제1외부원통(61)의 상부에 배설된 냉매액분배기(60)에 공급된 응축냉매중 냉수관(77)의 외주면과 접촉하고도 증발되지 않은 응축냉매는 상기 냉매액분리수단(48)에 의해 분리되어서 냉매탱크(44)에 공급해서 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)에서 응축된 응축냉매와 함께 재순환시킴으로써 냉방효과를 향상시킬 수 있다.

이와같은 작용에 따라 도입관(70)을 통해 냉수관(77)에 도입된 냉수는 차게 냉각되어 배출관(75)을 통해서 실내의 열교환기에 공급해서 실내를 냉방시키는 것이다.

상기 설명에 있어서, 제2의 3방향절환수단(140)은 하류측 제3의 연결관(131b)측이 차단되고, 하류측농용액배출관(72b)측은 개방되는 것은 물론이다.

그리고, 상기 제1의 외부원통(61)의 하부면에 수집되는 희용액은 제2의 연결관(96)을 통해 용액열교환기(66)내에서 농용액과 열교환된 후 발생기(65)로 유입되는 냉방사이클을 구성하며, 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)사이에 배설된 각 공냉핀(121a)(121b) 사이를 유동하는 공기에 의해 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)에서 발생되는 응축열을 제거하여 예냉용의 제2의 외부원통(62)에서의 용액온도를 낮추어서 제1의 외부원통(61)의 내벽에 공급시켜 흡수효율을 향상시키는 것이다. 이때, 냉각팬(68)의 구동에 의해 제2의 외부원통962)의 하부에 형성된 공기흡입부(79)를 통해서 공기를 흡입하여, 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d) 및, 제1, 제2의 외부원통(61, 62) 사이에 배설되어 있는 공냉핀(121a)(121b)을 통해서 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)의 응축열과 흡수기 역할을 하는 제1의 외부원통(61)의 내벽면에서 흡수열을 제거시킨다.

그런데, 상기 공냉핀(121a)(121b)의 냉각효과가 크지 않을 경우, 제1의 외부원통(61) 및 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)내에서의 용액 및 냉매의 온도, 압력의 상승등에 의해 본 발명의 흡수식 냉난방기가 운전불안정하여 결정이 석출될 가능성이 있을 경우에는 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d) 및 제2의 외부원통(62)에 각각 설치된 온도센서(80)(81)에 의해 검출된 온도를 도시하지 않은 마이크로컴퓨터에 입력해서, 이 마이크로컴퓨터의 제어에 의해 냉각수펌프(93)를 작동시켜서 냉각수저류접시(82)내에 담수되어 있던 냉각수(83)를 냉각수공급관(84)을 통해서 상부에 위치한 분무기(85)에 공급한다. 이 분무기(85)는 냉각수의 압력에 따라 회전되면서 공냉핀(121a)(121b) 주위로 냉각수(83)를 스프레이하여 응축열 및 흡수열을 제거한다.

다음에, 난방운전시에는 상기 냉각팬(68)의 구동 및 분무기(85)로부터의 분무작용은 중지됨과 동시에 발생기(65)에서 배출되는 고온고압의 냉매증기는 제1의 2방향절환수단(88)이 차단되어 있고, 또 제1의 3방향절환수단(99)의 상류측 제1의 연결관(71a)측이 차단되어 있으므로, 상류측 수증기이송관(74a), 지류관(86)과 제1의 3방향절환수단(99) 및 하류측 제1의 연결관(61b)을 통해서 제1의 외부원통(61) 상부에 배설된 냉매약분배기(60)에 공급된다.

따라서, 이 고온고압의 냉매수증기가 제1의 외부원통(61)의 상부에서 하부로 유동하면서 냉방시에 냉수관(77)으로 사용된 관의 표면에서 응축열을 내면서 응축되어 냉매액이 된다. 그러므로, 이 응축열에 의해 냉수관977)내를 흐르는 냉수를 가열함과 동시에 가열된 온수를 배출관(75)을 통해서 실내로 공급하여 난방하도록 구성되어 있다. 이때 발생된 응축 냉매액은 제1의 외부원통(61) 하부에 배설된 냉매액분리수단(48), 수집관(46), 제3의 3방향절환수단(49) 및 제2의 연결관(96)을 통해서 용액열교환기(66)내에서 농용액과 열교환된 후 발생기(65)로 유입되는 난방사이클을 구성하고 있다.

다음에, 본 발명의 흡수식 냉난방기를 개략적으로 도시한 제3도를 참조해서 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다. 또한 제2도에 도시한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.

제2도에 도시한 제1실시예와 다른점은 냉방운전시에 발생기(65)에서 발생된 고온고압의 수증기를 상류측 수증기 이송관(74a) 및 제1의 2방향절환수단(88)를 통과시킨 후, 하류측 수증이송관(174b) 및 분기관(174c∼174f)을 통해서 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)에 공급해서 각각의 내부원통(64a∼64d)을 따라 흐르면서 응축되어 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d) 사이에 각각 배설된 공냉핀(121a)(121b)에 의해서 제1 내지 제4의 내부원통(64a∼64d)에서 발생되는 응축열을 냉각시키도록 한 점이며, 기타 다른 동작은 제2도에 도시한 제1실시에와 같은 동작을 하며, 난방운전시에는 제1실시예와 동일하도록 동작하도록 구성되어 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 일실시예에 의한 흡수식 냉난방기에 의하면 냉방운전시에서 발생기에서 발생되는 고온고압의 냉매증기를 내부원통 사이에 공냉핀을 각각 배설하고, 또 복수의 내부원통중 중앙측으로 갈수록 내부원통에는 직경이 작은 분기관을 통해 공급하고 외측에 배설된 내부원통일수록 점차적으로 큰 직경을 통해서 고온고압의 냉매수증기를 공급하도록 구성함과 동시에, 내측에 나선형상(스크류형상)의 전열핀이 배설된 제1의 외부원통의 외주면에 공냉핀을 배설하고, 이 공냉핀 외측에 농용액 예냉용 제2의 외부원통을 동심으로 직립배설하고, 발생기내의 고온고압의 농용액을 용액열교환기, 상류측 농용액 배출관, 제2의 3방향절환수단 및 하류측 농용액배출관을 통해서 상기 제2의 외부원통 상부에 농용액을 공급하도록 구성되어 있으므로, 응축기로서 작용하는 각각의 내부원통 사이에 배설된 공냉핀, 상기 내부원통과 흡수기로 작용하는 제1의 외부원통 및 제1의 외부원통과 제2의 외부원통 사이에 배설된 공냉핀의 주위를 유동하는 공기는 내부원통에서 응측되는 응축열을 제거하고, 또한 농용액 예냉용의 제2의 외부원통에서의 농용액의 온도를 낮출 수 있어 흡수성능을 향상시켜 시스템이 냉방효율을 올릴 수 있음과 동시에 구조가 간단하여 제작이 용이하다는 뛰어난 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 흡수식 냉난방기는 제1외부원통이 상부에 냉매액 분배기 및 농용액분배기를 각각 배설하고, 이 냉매액분배기 및 농용액분배기에 사이펀부재를 배설한 구성으로 되어 있으므로, 냉매액분배기를 정밀하게 수평으로 설치하지 않아도 그 하부에 나선형상으로 배설된 냉수관의 표면에 균일한 양의 냉매액을 분출할 수 있음과 동시에 제1외부원통 내벽면에 농용액을 균일하게 흘러내리게 할 수 있어 냉난방효율을 향상 시킴은 물로, 설치시에 정밀하게 수평을 맞추지 않아도 상기 냉매액분배기내의 냉매 및 농용액 분배기내의 농용액을 각각의 사이펀부재에 의해 전체 냉수관 표면에 균일하게 적하할 수 있어 설치작업이 매우 용이하다는 뛰어난 효과가 있다.

또, 본 발명에 의한 흡수식 냉난방기는 제1외부원통이 내측하부에 냉매액분리수단을 배설해서 냉매액분배기에 공급된 응축냉매중 냉수관의 외주면과 접촉하고도 증발되지 않은 응축냉매는 상기 냉매액분리수단에 의해 분리하여 제1 내지 제4의 내부원통에서 응축된 응축냉매와 함께 냉방사이클을 재순환시킴으로써, 증발되지 않은 응축냉매가 농용액열교환기에 도입되는 것을 억제하여 발생기에서 불필요한 열량소모를 줄여 냉방효율을 향상시킬수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (13)

1. 흡수식 냉난방장치에 있어서, 냉방운전시에 증발기와 흡수기 역할을 하는 제1 및 제2의 외부원통과, 상기 제2의 외부원통 내측에 공냉핀을 개재해서 응축기로 작용하도록 동축적으로 배설된 내부원통과, 발생기에서 발생된 고온고압의 냉매증기를 수증기이송관을 통해 받아서 상기 내부원통에 각각 일정한 냉매증기를 공급하는 복수의 분기관과, 상기 내부원통에서 응축된 냉매액을 복수의 분기관을 통해서 수집하는 냉매탱크와, 상기 냉매탱크에 수집된 냉매액을 제1의 연결관을 통해서 공급받아 나선형상으로 배설된 냉수관내를 흐르는 냉수를 냉각시키도록 상기 냉수관 표면에 냉매액을 분배하는 냉매액분배기와, 상기 발생기에서 발생된 고온고압의 농용액을 용액열교환기에 공급하고, 그 농용액을 상기 제2의 외부원통의 상부에 공급하여 냉각시킨 후, 상기 냉수관 표면에서 증발된 냉매증기를 흡수하여 흡수열을 방출하도록 상기 제1외부원통의 내벽면에 분출하는 농용액분배기와, 상기 냉수관 표면에서 발생된 희용액과 분리하는 냉매액분리수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉매탱크에는 상기 냉매액분리수단에 의해서 분리된 증발되지 않은 응축냉매액을 제3의 3방향절환수단을 통해 공급받도록 지류관이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
3. 제2항에 있어서, 상기 지류관에는 냉매액분리수단에 수집된 응축냉매액을 냉매탱크측으로 펌핑하도록 냉매펌프가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
4. 제2항에 있어서, 상기 제3의 3방향절환수단은 난방운전시에 제1의 외부원통에 수집된 희용액을 용액열교환기를 통해 발생기에 도입시키도록 일측이 수집관을 통해서 냉매액분리수단에 접속되어 있고, 타측이 제2의 연결관에 접속되어 있으며, 냉방운전시에 냉매액분리수단에 수집된 응축냉매액을 냉매탱크에 공급하도록 또 다른 측이 지류관에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
5. 제1항에 있어서, 상기 내부원통은 제1 내지 제4의 내부원통으로 구성되며, 이들 제1 내지 제4의 내부원통 사이에는 응축열을 냉각하도록 공냉핀이 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
6. 제1항에 이어서, 상기 제1 및 제2의 외부원통 사이에는 흡수열을 냉각하도록 공냉핀이 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2의 외부원통 내벽면에는 전열면적을 확대시키도록 스크류 형상의 전열핀이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
8. 제1항에 있어서, 상기 냉수관은 그 표면이 증발기로 작용하도록 상기 제1의 외부원통 상부에 배설된 냉매액분배기 하부에 나선형태의 복수병렬구조로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
9. 제1항에 있어서, 상기 분기관은 각 내부원통내에 유입되는 고온고압의 수증기의 양이 일정하도록 내부원통의 중심에 대하여 내측에 배설된 것보다 외측에 배설된 것의 직경이 큰 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기.
10. 제1항에 있어서, 상기 냉매액분배기는 그 양측벽부의 선단가장자리에 제1의 사이펀 부재가 각각 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 농용액분배기는 일측면이 하류측 제3연결관의 종단부에 고착되어 있고, 타측면에는 제1외부원통의 내측면에 미세 간극을 두고 배설되어서 그 내부에 공급된 냉매가 제1의 외부원통의 내벽면을 따라 흘러 내리면서 상기 냉수관의 표면으로 부터 증발되는 냉매증기를 흡수하도록 제2의 사이펀 부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 제2의 사이펀부재는 그 길이방향을 따라 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 사이펀부재는 상기 냉매액 분배기 및 농용액분배기에 각각 공급되는 냉매를 상기 내수관의 표면 및 제1의 외부원통의 내측면에 각각 이러한 양의 냉매가 떨어지도록 그 길이 방향에 대해 직각방향에 연속적으로 파도형상의 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방장치.